一种中深层无干扰地热取热系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种中深层无干扰地热取热系统。包括位于地热井内的管井装置、位于井口位置的井口组件以及位于地上的换热装置；管井装置包括位于中下部的集水盒组件，在集水盒组件的上方安装有回灌组件、下方安装有取水组件，在回灌组件与井口组件之间设有井管；回灌组件包括带有回灌孔的回灌套管；取水组件包括带有取水孔的取水套管，在取水套管的内部设有多个换热管；井口组件包括与井管对接连接的取水外套管，在取水外套管上横向贯穿有输送管，输送管的中部连接有取水管，取水管的下端与集水盒组件连接，在取水外套管的上方还安装有回灌外套管，在回灌外套管上连接有回灌管。本实用新型专利技术结构设计合理、取热效率高且对水源的回灌效果好。灌效果好。灌效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种中深层无干扰地热取热系统


[0001]本技术属于地热设备
，尤其涉及一种中深层无干扰地热取热系统。

技术介绍

[0002]地热能为地球本身蕴藏的能量，属于可再生能源，地热取热系统是指对地热热能进行提取的系统，提取得到的热能可以应用到诸如供热系统中，作为采暖供热的热源。中深层地热取热通常是指对深度范围为1500～3000米的地热层内的地热热能进行取热，在这个地热层内，地热水源的温度可达60～120℃。
[0003]随着技术的发展以及人们对地下水水位变化的日益重视，传统对地热水进行直接采集使用的方式逐渐得到淘汰，取而代之的是“取热不取水”技术。“取热不取水”是指只采集使用地热水源中的热能而不对地热水进行采集，这样既实现了供热系统的热源获取，又避免了由于地热水源的过渡采集导致的地下水位变化等问题，是一种对环境友好的地热供热技术。“取热不取水”的核心是在不采集地热水源的基础上获取地热水源中含有的热能，典型的处理方式为“回灌平衡”模式，即在地表采用换热设备对地热水源中的热能进行提取之后再将地热水源回灌至井内。
[0004]由前述可知，要实现“取热不取水”的模式，不仅要求取热系统具备对地热水源的采集功能，而且需要具备对地热水源进行回灌的功能。前一功能用于从井下顺利提取地热水源，后一功能用于将取热利用后的地热水源重新回灌至井内。另一方面，中深层的地热水源提取至地面之后，需要以相对高效的方式对水源中的热能进行提取和利用，保证系统整体的热利用效率。现有的地热取热系统难以满足前述要求，需要根据要求进行结构上的优化设计。

技术实现思路

[0005]本技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构设计合理、取热效率高且对水源的回灌效果好的中深层无干扰地热取热系统。
[0006]本技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种中深层无干扰地热取热系统包括位于地热井内的管井装置、位于井口位置的井口组件以及位于地上的换热装置；管井装置包括位于中下部的集水盒组件，在集水盒组件的上方安装有回灌组件、下方安装有取水组件，在回灌组件与井口组件之间设有井管；回灌组件包括带有回灌孔的回灌套管，回灌套管的上端与井管的下端对接连接、下端与集水盒组件连接；取水组件包括带有取水孔的取水套管，取水套管的上端与集水盒组件连接，在取水套管的内部设有多个换热管，各换热管的上端与取水组件连接；井口组件包括与井管对接连接的取水外套管，在取水外套管上横向贯穿有输送管，输送管的中部连接有取水管，取水管的下端与集水盒组件连接，在取水外套管的上方还安装有回灌外套管，在回灌外套管上连接有回灌管；回灌管和输送管通过管路与换热装置连接。
[0007]本技术的优点和积极效果是：
[0008]本技术提供了一种结构设计合理的中深层无干扰地热取热系统，与现有的地热取热系统相比，本技术中通过在地热井内设置井管、回灌组件、集水盒组件和取水组件等构成，令地热取热系统具备了对地热水源的采集功能和回灌功能。通过设置回灌组件由回灌套管构成，实现了对地热水源的回灌，配合井口组件以及增压水泵等设施还能够实现加压回灌的方式，保证了地热水源的回灌效果。回灌组件位于取水组件上方，回灌的地热水源进入岩层后向取水组件循环式移动，因此形成了水源在井下的换热式循环。通过设置井口组件由取水外套管、输送管、取水管、回灌外套管和回灌管等构成，实现了一种结构紧凑的井口结构设计，该井口组件加装到井管的顶端位置，同时实现了地热水源取用和回灌的双重功能。通过在地上设置换热装置，与设置在井下的带有换热管的取水组件配合，实现了对地热水源中的热能进行高效提取的技术效果，取热效率高。
[0009]优选地：集水盒组件包括位于中部的扁圆柱形的集水盒本体，在集水盒本体的顶部设有上连接套管、底部设有下连接套管，上连接套管插装在回灌套管的下端且两者密封焊接固定，下连接套管插装在取水套管的上端且两者密封焊接固定。
[0010]优选地：换热管包括位于中部的波纹钢管，在波纹钢管的上端设有平直的上接管、下端设有平直的下接管，上接管与集水盒本体贯通连接；在波纹钢管的外壁上设有换热翅片；换热翅片包括螺旋形的翅片条带，在翅片条带的外侧边缘上设有等间距布置的翅片单体；翅片条带以螺旋的方式套设在波纹钢管上且波纹钢管的外壁与翅片条带的内侧边缘焊接固定。
[0011]优选地：在取水套管的下端内部还安装有支架板，各换热管的下接管穿过位于支架板上的管孔且密封焊接固定；换热管的数量为三个，沿周向等角度间隔设置；取水管的中心线与井管的中心线重合，各换热管的中心线与井管的中心线平行。
[0012]优选地：取水管的上端与输送管中部的支管之间通过法兰盘对接连接；在输送管的一端安装有盲板；回灌外套管与取水外套管之间通过法兰盘对接连接；在回灌外套管的顶部安装有盲板。
[0013]优选地：换热装置包括支撑框架，在支撑框架上安装有第一板式换热器和第二板式换热器；在两个板式换热器的一次侧入口上安装有一次侧进水管、一次侧出口上安装有一次侧出水管、二次侧入口上安装有二次侧进水管、二次侧出口上安装有二次侧出水管，在一次侧进水管上安装有增压泵。
[0014]优选地：一次侧进水管包括一次侧分水管、一次侧集水管、一次侧输入总管和两个一次侧连接分管，在一次侧分水管与一次侧集水管之间设有三个连通管，在每个连通管上各安装有一个所述增压泵；一次侧输入总管安装在一次侧分水管上，两个一次侧连接分管连接在一次侧集水管上且外端分别与两个板式换热器的一次侧入口连接。
[0015]优选地：二次侧进水管包括二次侧分水管、二次侧输入总管和两个二次侧连接分管，二次侧输入总管安装在二次侧分水管上，两个二次侧连接分管连接在二次侧分水管上且外端分别与两个板式换热器的二次侧入口连接。
[0016]优选地：还包括取样检测组件，取样检测组件包括与一次侧分水管连接的取样检测管路，在取样检测管路上安装有取样检测泵。
[0017]优选地：在一次侧输入总管和二次侧输入总管上均安装有管道过滤器。
附图说明
[0018]图1是本技术的结构示意图；
[0019]图2是图1中换热装置的结构示意图；
[0020]图3是图1中井口组件的结构示意图；
[0021]图4是图1中管井装置的结构示意图；
[0022]图5是图4中换热组件的结构示意图。
[0023]图中：
[0024]1、换热装置；1
‑
1、取样检测泵；1
‑
2、支撑框架；1
‑
3、一次侧进水管；1
‑
4、一次侧分水管；1
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5、增压泵；1
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6、一次侧出水管；1
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7、一次侧集水管；1
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8、二次侧出水管；1
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9、第一板式换热器；1
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10、第二板式换热器；1
‑
11、二次侧进水管；1
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中深层无干扰地热取热系统，其特征是：包括位于地热井内的管井装置、位于井口位置的井口组件(2)以及位于地上的换热装置(1)；管井装置包括位于中下部的集水盒组件(5)，在集水盒组件(5)的上方安装有回灌组件(4)、下方安装有取水组件(6)，在回灌组件(4)与井口组件(2)之间设有井管(3)；回灌组件(4)包括带有回灌孔(4
‑
2)的回灌套管(4
‑
1)，回灌套管(4
‑
1)的上端与井管(3)的下端对接连接、下端与集水盒组件(5)连接；取水组件(6)包括带有取水孔(6
‑
2)的取水套管(6
‑
1)，取水套管(6
‑
1)的上端与集水盒组件(5)连接，在取水套管(6
‑
1)的内部设有多个换热管(6
‑
4)，各换热管(6
‑
4)的上端与集水盒组件(5)连接；井口组件(2)包括与井管(3)对接连接的取水外套管(2
‑
4)，在取水外套管(2
‑
4)上横向贯穿有输送管(2
‑
3)，输送管(2
‑
3)的中部连接有取水管(2
‑
5)，取水管(2
‑
5)的下端与集水盒组件(5)连接，在取水外套管(2
‑
4)的上方还安装有回灌外套管(2
‑
2)，在回灌外套管(2
‑
2)上连接有回灌管(2
‑
1)；回灌管(2
‑
1)和输送管(2
‑
3)通过管路与换热装置(1)连接。2.如权利要求1所述的中深层无干扰地热取热系统，其特征是：集水盒组件(5)包括位于中部的扁圆柱形的集水盒本体(5
‑
1)，在集水盒本体(5
‑
1)的顶部设有上连接套管(5
‑
2)、底部设有下连接套管(5
‑
3)，上连接套管(5
‑
2)插装在回灌套管(4
‑
1)的下端且两者密封焊接固定，下连接套管(5
‑
3)插装在取水套管(6
‑
1)的上端且两者密封焊接固定。3.如权利要求2所述的中深层无干扰地热取热系统，其特征是：换热管(6
‑
4)包括位于中部的波纹钢管(6
‑4‑
3)，在波纹钢管(6
‑4‑
3)的上端设有平直的上接管(6
‑4‑
4)、下端设有平直的下接管(6
‑4‑
1)，上接管(6
‑4‑
4)与集水盒本体(5
‑
1)贯通连接；在波纹钢管(6
‑4‑
3)的外壁上设有换热翅片(6
‑4‑
2)；换热翅片(6
‑4‑
2)包括螺旋形的翅片条带，在翅片条带的外侧边缘上设有等间距布置的翅片单体；翅片条带以螺旋的方式套设在波纹钢管(6
‑4‑
3)上且波纹钢管(6
‑4‑
3)的外壁与翅片条带的内侧边缘焊接固定。4.如权利要求3所述的中深层无干扰地热取热系统，其特征是：在取水套管(6<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峦，李洋洋，葛强，邵春楠，于世臣，
申请(专利权)人：天津世纪天源集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：